package 数据结构与算法.基础.队列;

import java.util.Scanner;

//循环队列
/*思路如下：
 * 1.改变变量含义：
 * front---指向队列第一个元素，初值为0
 * rear---指向队列最后一个元素的下一个元素，空出一个空间作为约定，初值为0
 * 2.队列满条件：(rear+1)%maxSize==front
 * 3.队列空条件：rear==front
 * 4.队列有效数据个数：(rear+maxSize-front)%maxSize*/
public class CircleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("---使用数组模拟队列---");
        CircleArray aq = new CircleArray(4);//有效数据个数为3
        char key = ' ';//接收用户输入
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        while (loop) {
            System.out.println("s-show:显示队列");
            System.out.println("a-add:添加数据到队列");
            System.out.println("g-get:从队列取出数据");
            System.out.println("h-head:显示队列头数据");
            System.out.println("e-exit:退出程序");
            key = sc.next().charAt(0);
            switch (key) {
                case 's':
                    aq.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("输入要添加的数");
                    int data = sc.nextInt();
                    aq.addQueue(data);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int result = aq.getQueue();
                        System.out.printf("取出数据为%d\n", result);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int result = aq.getHeadQueue();
                        System.out.printf("队列头数据为%d\n", result);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e':
                    sc.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    }
}
class CircleArray {
    private int maxSize;//最大容量
    private int front;//队列头
    private int rear;//队列尾
    private int[] arr;//模拟队列用的数组

    //创建队列构造器
    public CircleArray(int arrMaxSize) {
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }

    //判满
    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % maxSize == front;
    }

    //判空
    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }

    //添加数据---入队列
    public void addQueue(int data) {
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列已满，无法添加");
            return;//return用于跳出方法体，break用于跳出循环
        }
        //直接将数据加入
        arr[rear] = data;
        //rear指针后移，为了防止越界，应该进行取余
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }

    //获取数据---出队列
    public int getQueue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空，无数据");
        }
        /*分析出front指向第一个元素
         * 1.临时变量保存值
         * 2.front后移,同时也要考虑越界问题
         * 3.输出临时变量*/
        int temp = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return temp;
    }

    //显示队列所有数据
    public void showQueue() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列为空，无数据");
            return;
        }
        //改变思路，从front开始遍历
        for (int i = front; i < front+getRealSize(); i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i%maxSize, arr[i%maxSize]);
        }
    }

    //求出当前队列有效元素个数
    public int getRealSize() {
        return (rear - front + maxSize) % maxSize;
    }

    //显示队列头数据
    public int getHeadQueue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空，无数据");
        }
        return arr[front];
    }
}